Comparação anatômica entre folhas diplóides e poliplóides do guaraná (Paullinia cupana var sorbilis (Mart.) Ducke). (I)

Resumo

Os resultados aqui apresentados comparando fo­lhas diploides e poliplóides de Paullinia cupana (Gua­raná) são semelhantes aos encontrados pelos mesmos autores em Hevea. Em termos gerais, há incremento no tamanho das células dos diversos tecidos poliplói­des com o conseqüente incremento de espessura do mesófílo. Estes caracteres foram considerados como rrais xéricos . O fato de não existir diferença em ta­manho das células epidérmicas, tamanho de estôma­tos e número dos mesmos por unidade de área, ao comparar folhas dos dois nfveis de ploidia, não permi­te fazer predições quanto à real tolerância dos poliplói­des à seca comparados com diplóides .

INTRODUÇÃO

Atualmente há grande interesse em difun­dir a cultura do guaraná dada a grande rentabi­lidade do mesmo tanto em mercados nacionais quanto estrangeiros (Brandt et a/., 1974; Gon­dim, 1978). Dentro deste programa, postula-se a possibilidade de cultivar o mesmo em condi­ções relativamente mais áridas do que as uti­lizadas para a cu ltura atualmente, tanto dentro da Bacia Amazônica quanto fora da mesma (2

) .

A maior tolerância das formas pol iplóides a condições extremas já é um fenômeno bem estabe lecido na l iteratura (por ex. Sinnott 1960; Lleras & Medri , 1979) . Outro ponto de interesse é a possibiliaade de os poliplóides apresentarem frutos maiores, tipo "gigas ", como ocorre com outras plantas (Pandey, 1956; Sinnott, et a/. 1934 entre outros) , o que pode­ria ter grande influência na produtividade.

Moacyr E. Medri ( * )

Eduardo LI eras("*)

Afonso C . C . Valois ( * ** )

Dentro do programa de cooperação de nosso laboratório com o Centro Nacional ae Pesquisas da Seringueira , foram estudadas as diferenças anatômicas entre folhas de material diplóide e material tratado com colchicina para induzir poliploidia, com o intuito de determinar em primeiro lugar, a efetividade do tratamento e em segundo lugar, fazer algumas previsões quanto ao possível comportamento do material poliplóide sob condições extremas .

MATERIAIS E MÉTODOS

Para a obtenção dos indivíduos poliploidi­zados foram coletadas sementes de guarana­zeiros estabelecidos no Centro Nacional de Pesquisa da Seringueira, órgão da Empresa Bra­sileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) , em condições de consorciação com a se­ringueira . Após essas sementes foram sub­metidas a trat amento, por imersão com colchicina (C22 H2S NOa) nas concentrações de 1%, 0,5% e 0,25%, pelo espaço de 24, 48 e 72 horas, respectivamente. Foram util izadas 100 sementes por t ratamento . Em seguida, as se­mentes foram colocadas em sacos de polieti­leno preto com capacidade para três quilos de t erriço acondicionados em condições de ripa­do coberto com tela de Saran . Na determina­ção do caráter de ploidia (a forma diplóide possui 2n = 14 cromossomos) , foram apenas observadas vari ações f enotípicas quanto ao tamanho, forma, espessura, peso e coloração das folh3s em relação às testemunhas advin· das de indivíduos não t ratados (diplóides) .

( 1 J - Realizado por Convênio entre o Setor de Fisiologia Ecológica (Botânica) do INPA e o CNPSe. ( ") - Fundação Universidade do Amazonas e Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus . ( ••J - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus . (' .. ) - Centro Nacional de Pesquisa da Seringueira , Manaus .

( 2 ) - Para um t ratamento mais extenso do assunto, cf. Gondim, 1978.

ACTA AMAZONICA 10(2) : 283-288. 1980 - 283

Em decorrência de apenas o tratamento com colchicina a 0,5% por 48 horas ter possibilita­do o aparecimento de plantas poliproidizadas com algum nível de mixoploidia (aparecimento de quimeras setoriais) , somente destes indiví­duos foram coletados folhas para o desenvolvi­mento do presente estudo em comparação com folhas de plantas diplóídes.

O resto da metodologia utilizada neste tra­balho é a mesma descrita anteriormente por Leite & LI eras ( 1978) e LI eras & Medri ( 1979). sendo estudados cinco folíolos diplóides e cin­co poliplóides, cada um de uma planta diferen­te. A d isponibilidade de material poliplóide foi o fator limitante .

Comparações est:ltísticas foram feitas, aplicando o teste T para amostras independen­tes (não pareadas) .

RESULTADOS

A lâmina foliolar apresenta parênquimas paliçádico e lacunoso bem diferenciados e re­vestidos por epidermes monoestratificadas . O tecido paliçádico apresenta um só plano de divisão celular (Fig . 1) .

Comparações entre folíolos diplóides e po­liplóides indicam que o primeiro é menos es­pesso que o segundo, sendo que o incremento é devido a incrementos nos tecidos epidérmi­cos e parenquimáticos (Fig. 1, Tabela 1 . ) .

TA BELA 1 - Espessura em JLm de folíolos diplóides e poliplóides de Paullinla cupana.

Folíolo

2

3 4

5

X

Diplôide

170 180 170 190 190

180

Poliplóide

240 260 260 250 260

254

As diferenças em espessura entre folíolos d iplóides e poliplóides são estatisticamente significativas (p'= 0,001) . As células pai içá­dicas, além de ser significativamente mais compridas no poliplóide que no diplóide (p=

284-

0,004) , também são mais largas, dando assim diferenças significativas de área (p = 0,001) em corte transversal (Figs. 1,3; Tabelas 2 e 3) .

Flg . 1 - Paullinia cupana. Corte transversal de folíolo. A . diplóide ; B, poliplóide; c, cutícula ; ep, epiderme; pp,

parênquima palidádico; pl , parênquima lacunoso.

300

E ~

ltl t.

180 ::J 1/) 1/) a> ~ 1/)

~

o p

Flg . 2 - Paullinia cupana . Espessura em ,_..m de Folío· los diplóldes e poliplóides. D. diplóides; P, polipl&ides.

Medri et ai .

TABELA 2 - Espessura em p.m de parênquima paliçá· dico e lacunoso em folíolos dipléides e poliplóides de Paulllnla cupana, de fo lhas de 5 diferentes plantas.

Oiplóide fclíolos

Poliplóide

paliçádico lacunoso pallçádico lacunoso

68 68 129 120 2 77 60 103 120 3 86 60 111 86 4 103 60 129 111 5 86 68 111 111

X 840 63,0 116,6 109,8

O OipiÓide • Pol ipl~ide Flg. 3 - Espessura em pm dos parênqulmas pallçádi· cc e lacunoso em folíolos dlplóldes e pollplóldes de Paullinia cupana. Pp, parênquima paliçádico; Pl, parên-

qulma lacunoso.

O tecido lacunoso diplóide é significativa­mente menos espesso que o poliplóide (p= 0,001) sendo que o incremento em espessura do poliplóide sobre o diplóide é devido ao au­mento em volume (ou área em vista transver­sal) das células, não sendo notado incremento quanto ao número de camadas de células, sen­do estas de 3- 5 (raramente 6) tanto no diplói­de quanto no poliplóide (Figs. 1 e 4; Tabela 3) . As diferenças de área das células do parên­quima lacunoso, ao comparar diplóide com po­liplóide foram estatisticamente significativas (p= 0,001) .

As células epidérmicas superiores são mais altas que as inferiores quando vistas transversalmente, tanto em folíolos diplóides quanto em poliplóides . (Fig. 1) . Quando com-

Comparação . ..

parada a epiderme diplóide à poliplóide, em vista transversal, nota-se que a segunda é mais alta, principalmente a superior (Fig. 1) . Em vista superficial as células epidérmicas supe-

TABELA 3 - Área em um 1-'m das células parenqui· máticas paliçádicas e lacunosas em fo· Jíolos diplóides e políplóides em Paulll­nla cupana (2 campos observados por fo­líolo), de 5 plantas diferentes.

Diplóide Poliplólde

N.• campos paliçádico lacunoso paliçádico lacunoso

35,8 32,2 78,7 28,6 2 35,8 10,7 78,7 28,6 3 42.9 10,7 114,5 28,6 4 57,2 10,7 93,0 21.4 5 78,7 14,3 93,0 21,4

6 46,5 14,3 139,6 35,8 7 17,9 14,3 89,5 32,2 8 32,2 14,3 68,0 42,9 9 64,4 21,4 78,1 17,9

10 68,0 7,16 57,2 25,0

X 47,94 15,00 88,73 28,24

90

N E ~

45

O O i pl~ide • Pol ipl ~i de

Flg. 4 - Paulllnia cupana . Área em p.m2 das células p&renquimátlcas paliçádicas e lacunosas. Pp, parênqul·

ma paliçádico; Pl. parênquima lacunoso.

-285

riores e inferiores exibem paredes sinuosas, sendo maior o grau de sinuosidades nas pri­meiras. (Fig. 5) .

As células epidérmicas superiores, em fo­líolos diplóides, apresentam paredes mais si· nuosas que as de folíolo poliplóide, sendo em vista superficial equivalentes em termos de

área (Fig. 5) . O grau de sinuosidade e a área das células epidérmicas inferiores, ao se com­parar folíolos diplóides com poliplóides, não apresentam diferenças significativas. (Fig. 5) .

Os estômatos, presentes somente na epi­derme inferior, apresentam diferenças signifl· cativas de tamanho (p = 0,017), quando campa-

Fíg . 5 - Células epidérmicas de Paullinia cupana. A-B, epidermes diplóides; C-D, epidermes poliplóides . A-C, epidermes superiores; B-D, epidermes inferiores.

286 - Medri et ai.

radas epidermes diplóides com epidermes poliplóides (Tab. 4; fig . 6), o mesmo não ocorrendo em termos de número (Tab. 5; fig. 7). sendo p= 0,303.

TABELA 4 - Comprimento em p.m de estômatos em epidermes diplóides e poliplóides de Paul­lini cupana (4 campos estudados por fo· líolo) de 5 diferentes plantas.

N.• de estômatos

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

X

o 4--l c (.)

E

80

~ 25 E o

(,)

d

Diplóide Poliplóide

39,5 54,1

38,7 40,4

38,7 40.4 39,5 39,5

39,5 39,5

43,0 .47,3

40,4 47,3

38,7 47,3

37,8 47,3

36,1 43,8 38,7 .43,8

43,0 .43,8

39,5 43,8

43,8 45,5

44,1 44,7

49,0 44,7

39,5 46,4

46,4 46,4

45,5 48,1

53,3 43,0

41,76 44,85

p

Fig. 6 - Comprimento em p.m de estômatos em epl­óermes diplóldes e poliplóides de Paulllnia cupana. d,

diplóide, p, poliplóide.

Comparação . . .

TABELA 5 - Número de estômatos por mm2, em epi­dermes diplóides e poliplóides de Paulll­nia cupana. (4 campos estudados por fo­líolo).

N.• de Campos

N E E

........... (/)

1 2 3 4 5 6 7

8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

X

200

.8 I 00 10 E

<0 ~ (/)

w

d

Diplóide Poliplólde

127 190 159 159 151 159

151 166

159 143

166 159

159 127

143 151

127 151

143 111

151 159

159 135 174 143

166 127

190 151

127 159

135 166

143 151 159 143

166 159

152.75 150.45

p

Fig . 7 - Número de estómatos por mmz em epider­mes dlplóides e poliplóides de Paulllnia cupana. d, di·

plólde; p, poliplotde.

-287

DISCUSSÃO E CONCLUSÕES

Os resultados encontrados ao comparar folhas diplóides e poliplóides de Paullinia cupana, são semelhantes aos encontrados em Hevea (Lieras & Medri, 1979; Medri & Lleras, 1979) para a maioria dos tecidos .

Porém, não há diferença significativa ao comparar-se características epidérmicas de diplóides e poliplóides. Como já foi anotado na literatura, (Sinnott, et a/., 1934; Smith, 1943. Sinnott & Franklin, 1943, Sinnott, 1960, entre outros) o tamanho de células, tecidos e ór­gãos, nem sempre acompanha o nível de piai­dia, nem é igual para todas as estruturas . t possível então, que não exista variação em tama!'lho entre epidermes com diferentes níveis de ploidia em Paullinia cupana.

Em base aos resultados obtidos, em termos gerais as folhas poliplóides apresentam carac­terísticas anatômicas de maior tolerância à seca que as diplóides (ver Leite & Lleras, 1978; Lleras & Medri, 1979; Medri & Lleras, 1979, para discussão deste assunto). Porém, como o número e tamanho de estômatos permanece igual e o volume do folíolo aumenta, é possível que a troca de gazes necessária para os pro­cessos metabólicos não seja suficiente, espe­cialmente em condições mais xéricas, nas quais os estômatos permanecem fechados mais tempo .

Tampouco é possível determinar se os po· liplóides vão produzir frutos maiores (" gigas "), sendo que como já foi discutido anteriormente, a existência do gigantismo num órgão nem sempre é indicativa de que vai aparecer em outro.

Resumindo, houve produção de poliplóides com o tratamento . Ou:mto à tolerância destes à seca e à produção de frutos maiores, faz-se agora necessário cultivar os poliplóides em condições de campo e estudar a fisiologia hí· drica e produtividade dos mesmos.

SUMMARY

The results presented in this paper in which ana­tcmical comparisons are made between diploid and poliploid leaves ot Paullinia cupana (Guaraná) are similar to those obtained by the same authors for Hevea . There is a general increase in cell size of most of the

288-

poliploid tissues which causes an increase in the thickness of the mesophyll. These characters have been considered as more xeric. The fact that no difterences were found between epidermal cell si zes and size and number of stomata per unit area when c0mparing diploids and poliploids makes it impossible to predict drought toleránce of the poliploids as com­par ed to the diploids.

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(Aceito para publicação em 22/ 10/ 79)

Med.ri et ai.